Контрольная работа по "Основам теории цвета и цветовоспроизведения"

А = 633 нм.

Твердотельные лазеры отличаются от газовых принципиально только характером накачки. В качестве активной среды используется кристаллический или аморфный диэлектрик, имеющий центры люминесценции. Обычно это иттриево-алюминиевый гранат с примесью неодима, рубина и т.д. Для создания когерентного излучения используется оптическая накачка. Лазерное излучение имеет высокую направленность и монохроматичность.

 

Стандартные источники излучения

Цвета несветящихся тел зависят  от спектрального состава падающего  на них света. Существует множество источников света как естественных, так и искусственных, при которых может наблюдаться тот или иной объект. Кроме того, каждый из этих источников, особенно естественных, может иметь различное распределение потока, в зависимости от конкретных условий. Так, спектральный состав солнечного света зависит от времени года, наличия облаков и других факторов, а спектр лампы накаливания — от режима питания и т.д. В связи с этим при рассмотрении одного и того же объекта (например, цветной ткани) при дневном свете и свете лампы накаливания можно обнаружить различия в цвете. Для того чтобы было возможно непосредственно сопоставлять между собой результаты различных цветовых измерений, используют несколько стандартных источников.

CIE дает следующие определения  понятий «излучение» и «источник». Под термином «источник» понимается физический объект, дающий то или иное излучение (например, солнце и т.д.). Под термином «излучение» понимается определенное спектральное распределение энергии, попадающей на объект. При этом заданное спектральное распределение не обязательно должно быть получено с помощью одного источника.

В 1931 году CIE установила ряд  стандартных излучений и источников. Их краткая характеристика дана ниже.

Стандартное излучение  А характеризуется тем же распределением излучения в видимой части спектра, что и абсолютно черное тело при Т= 2856 К. Это средняя цветовая температура лампы накаливания.

Стандартное излучение  В воспроизводит распределение энергии в спектре прямого солнечного света с коррелированной цветовой температурой Т=4874 К.

Стандартное излучение  С воспроизводит излучение дневного неба, затянутого облаками с коррелированной цветовой температурой Т= 6774 К.

Как показали более поздние  исследования, излучение дневного света не всегда точно воспроизводится излучениями В и С. Кроме того, появилась необходимость более полно учитывать ультрафиолетовый диапазон спектра дневного света, особенно при оценке характеристик цвета люминесцирующих объектов. В связи с этим CIE в 1963 г. определила спектральное распределение различных фаз дневного света в интервале 300-830 нм и рекомендовала несколько новых излучений D.

Излучение D₆₅ — с коррелированной цветовой температурой 6504 К. В настоящее время оно принято CIE в качестве стандартного. Поскольку использование только излучения D₆₅ удовлетворяло не всем необходимым требованиям, CIE были предложены излучения D₅₀, D₅₅ и D₇₅. D₅₀ и D₅₅, соответственно с коррелированной цветовой температурой 5000 К и 5500 К, предназначены для тех случаев, когда требуется фаза дневного света с желтоватым оттенком, a D₇₅ — для фазы дневного света с более голубым оттенком.

Исследования показали, что  цветность излучения дневного света не совпадает с цветностью черного тела и характеризовать дневное излучение температурой черного тела можно лишь в определенном приближении. Поэтому цветовую температуру дневного излучения принято называть коррелированной цветовой температурой.

Стандартные источники МКО (А, В, С,…D₆₅) воспроизводят соответствующие стандартные излучения путем выделения их из калиброванной лампы с помощью светофильтров. В нашей стране у источников В и С (согласно ГОСТ 7721-76) стандартизированы соответственно цветовые температуры 4800 К и 6500 К. Следует отметить, что эти источники применяются все реже и СIЕ уже не рекомендуются. Однако для характеристик прямого солнечного света и среднего дневного света их используют до сих пор. В настоящее время стандартными источниками, рекомендуемыми CIE, являются А с Т= 2856 К и D₆₅ с Т= 6504 К. Помимо них CIE установлены источники D₅₀ и D₅₅.

Кроме стандартных источников в колориметрии используют еще равноэнергетический источник Е. Он характеризуется равномерным распределением энергии излучения по спектру.

В таблице приведены координаты цветности некоторых источников, используемых в колориметрии, а на рис. 3 — кривые относительного спектрального распределения энергии в спектре излучения ряда источников, рекомендованных CIE.

 

Табл. 1. Координаты цветности  стандартных источников МКО

Источник	Координата цветности x	Координата цветности y	Цветовая температура, К
A	0,4476	0,4074	2856
B	0,3484	0,3516	4874 (4800)
C	0,3101	0,3162	6774 (6500)
D55	0,3324	0,3475	5503
D65	0,3127	0,3290	6504
D75	0,2990	0,3150	7504

 

 

Приведенные координаты цветности  источников были уточнены CIE в 1964 г. Однако расхождение в координатах цветности  мало и не превышает 0,01.

Рис. 3. Относительное спектральное распределение энергии

в спектре излучения стандартных  источников 

Метамерия и  ее роль в полиграфии.

 

Излучения, которые имеют  одинаковый цвет, но различный спектральный состав, называются метамерными. Метамерия  цветов это способность нашего зрения видеть различные по спектральному  составу излучения одинаковыми  по цвету. При этом объекты выглядят идентично под одним источником света, но различно под другим. Мы постоянно видим метамерные цвета. Например, оранжевый цвет можно получить на бумаге оранжевой краской или же наложением слоев двух красок: пурпурной и желтой (последней в большем количестве). Так в полиграфии метамерия является результатом использования различных комбинаций красящих пигментов для воспроизведения аналогичных цветов.

Таким образом, с помощью модели источника света, объекта и наблюдателя, разные объекты (образцы цвета) создают один и тот же цвет (или его восприятие), во-первых, в зависимости от освещения обоих объектов, а во-вторых, в зависимости от наблюдателя, смотрящего на эти объекты.

При разных условиях освещения  или разных наблюдателях оба образца цвета могут и не совпадать.

Два спектрально разных образца, создающих одно и то же восприятие цвета, называются метамерами.

Однако можно сказать, что два цвета являются метамерными  при определенном освещении или  для определенного типа наблюдателя.

На самом деле задача оценки цвета так просто не решается. Все  реальные тела отражают свет практически во всем диапазоне спектра в большей или меньшей степени. При этом, если известно, что цвет излучения диапазона 480-510 нм голубой, совсем необязательно, что любой голубой цвет имеет такой же диапазон излучений. Например, цвет голубого неба содержит в себе все излучения видимого спектра, а смешивая в определенных соотношениях по мощности синее излучение (λ = 436 нм) с зеленым излучением (λ = 546 нм), получим тот же самый голубой цвет неба. Из приведенного примера следует, что визуальное тождество сравниваемых пучков не гарантирует их тождества по спектральному составу.

 

Непрерывный спектр солнечного света

 

Итак, метамеризм — явление, при котором два цвета воспринимаются одинаковыми при одних условиях наблюдения и различаются при  других. Принято различать четыре вида метамеризма:

- метамеризм излучения;

- метамеризм наблюдателя;

- метамеризм поля угла обзора (наблюдения);

- геометрический метамеризм.

Наиболее важным из них  является метамеризм излучения, проявляющийся  в том случае, когда наблюдатель  смотрит на метамерную пару (исследуемые  образцы), последовательно освещаемую двумя или более источниками  света.

Метамеризм наблюдателя  проявляется, когда метамерная пара воспринимается одинаковой по цвету  одним наблюдателем и разной по цвету  другим. Это естественное явление, так  как все люди воспринимают цвета  по-разному и отлично от «стандартного  наблюдателя», в расчете на которого и определяются координаты цвета. Такой  вид метамеризма может приводить к серьезным проблемам, например, когда один из наблюдателей является продавцом, а другой — покупателем.

В случае метамеризма поля зрения равенство цветов пропадает, когда угол меняется с 2 на 10°. Метамерная пара, показывающая равенство образцов на расстоянии (малое поле зрения), может  не сохранить его, когда наблюдатель  приближается к образцам (большое  поле зрения).

Геометрический метамеризм возникает при изменении геометрии  наблюдения. Этот эффект особенно часто  проявляется при работе с металлизированными и специальными красками.

Приемлемая степень метамеризма  зависит от области применения материала. Если два образца никогда не будут  выставляться вместе, метамеризмом можно  пренебречь, однако если упаковка, напечатанная способом флексографской печати, стоит  рядом с упаковкой, напечатанной офсетом, неприемлемой будет даже малая  степень метамеризма.

Чтобы избежать метамерии, при  подборе цветовых оттенков лучше  применять постоянные комбинации пигментов. Для контроля метамерии могут  также использоваться специальные  просмотровые камеры.

Количественно оценить метамеризм сложно. Он характерен в основном для  высокометамерных пар, различия между  спектрами отражения которых  велики. Различия в разных частях видимого спектра неодинаковы, например области  длин волн около 400 и 700 нм менее важны  для человеческого глаза, чем  длина около 550 нм. Следовательно, по спектрам отражения двух образцов трудно оценить, насколько различными они  могут казаться наблюдателю.

Однако с помощью спектрофотометров  мы можем рассчитать цветовые различия между образцами для разных излучений  и наблюдателей. Правда, установить, какие источники следует использовать, не всегда просто. Для многих целей  достаточным считается сравнение  или описание поведения цвета  для трех отличных друг от друга  источников, рекомендуемых ведущими производителями спектрофотометров. Например, одно из излучений должно соответствовать дневному свету, другое — свету лампы накаливания, а  третье — люминесцентной лампе.

Наибольшей метамерией, то есть наибольшим разнообразием по спектральному  составу, обладают белые излучения  источников света. С увеличением  насыщенности метамерия цветов уменьшается. Спектральные цвета не имеют метамеров, так как каждый из них создается  одним - единственным монохроматическим  излучением. Среди красок наибольшей метамерией обладают темные, зачерненные  цвета.

Уменьшение метамерии  цвета с увеличением насыщенности имеет большое практическое значение в полиграфии, особенно при выборе печатных красок и цветоделительных светофильтров, а также при разработке алгоритмов цветоделения.

На метамерии цвета  основаны все колориметрические  методы, в которых для излучения  сложного состава подбирается такая  смесь некоторого монохроматического излучения с белым светом, которая  зрительно неотличима от него по цвету.

Все репродукционные процессы в полиграфии основаны на том, что  всевозможные цвета изображения  на оттиске мы воспроизводим смешением  нескольких вполне определенных печатных красок. Это возможно потому, что мы видим одинаковыми по цвету различные по спектральному составу излучения.

Если сравниваемые световые пучки излучения одинаковы по цвету, но имеют различный спектральный состав, такие цвета (или световые пучки) называются метамерными, если спектральный состав одинаковый — изомерными.

На практике, особенно в полиграфии, при воспроизведении  цветных объектов требуется получение  цвета, зрительно не отличимого от воспроизводимого, и чаще всего этот цвет бывает метамерным. При полиграфическом тиражировании цветной продукции все экземпляры внутри тиража должны быть изомерны.

Из сказанного следует, что не имеет значения, метамерны или изомерны оригинальный цвет и цвет-копия. Очевидно, что необходимо измерять и воспроизводить цвет независимо от спектрального состава излучения, вызвавшего данное цветовое ощущение. Существенно, чтобы измеряемый или воспроизводимый цвет действительно был, как в нашем примере, цветом неба. Проблемы могут возникнуть лишь при оценке или измерении цвета копии в условиях, отличных от условий оценки оригинала.